一种水环境生态修复用的水样采集、封存装置及方法

本发明涉及水环境修复，具体涉及一种水环境生态修复用的水样采集、封存装置及方法。

背景技术：

1、在国民经济快速增长，人民群众生活水平显著提高的情况下，经过不懈努力，环境保护工作取得很大进展，但水环境严峻形势总体上仍没有根本改变。主要是污染物排放量超过水环境承载能力，河道水污染，湖泊富营养化，生态破坏严重，生物多样性减少，生态系统功能退化，制约经济社会发展，危害人民健康，影响社会和环境安全。

2、水生态修复就是通过一系列措施，将已经退化或损坏的水生态系统恢复、修复，基本达到原有水平或超过原有水平，并保持其长久稳定，水生态修复目的是修理恢复水体原有的生物多样性、连续性，充分发挥资源的生产潜力，同时起到保护水环境的目的，使水生态系统转入良性循环，达到经济和生态同步发展。

3、为实行水生态环境保护的重要目标，需通过水质和浮游生物监测评估水体污染状况，提出具有针对性的保护和修复措施，而水样的采集则是数据获取最基础和不可或缺的环节；然而，现有技术中，对水样进行采样时主要采用人工使用容器的方式进行，这种方式存在采集效率低、采集不准确、只能采集单一水层的水样的缺点。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种水环境生态修复用的水样采集、封存装置及方法。

2、本发明的技术方案为：一种水环境生态修复用的水样采集、封存装置，包括浮动支架、设置在浮动支架内部的投放组件和设置在投放组件内部的采样组件；浮动支架包括中心位置设置有贯穿孔的浮箱和设置在浮箱下底面的支架套筒；

3、投放组件包括滑动卡接在支架套筒内部的投放架和设置在浮箱上端面的收卷电机；投放架底端设置有与支架套筒下底面卡接的配重盘；浮箱上端面设置有导向滑轮；收卷电机的输出轴上设置有绕线盘，绕线盘上缠绕设置有贯穿导向滑轮和贯穿孔后与投放架上端面连接的投放缆；

4、采样组件包括卡接在投放架内部的采样筒和转动卡接在投放架内部且与采样筒连接的驱动构件；采样筒内部滑动卡接有活塞板，采样筒贯穿设置有与活塞板螺纹连接的旋转螺杆，旋转螺杆与采样筒转动卡接且旋转螺杆顶端设置有连接齿轮；采样筒侧壁靠下位置设置有进样槽，采样筒外壁上套设有位于进样槽外部的滑动套，滑动套上端设置有套设在采样筒外部且与采样筒抵接的复位弹簧；驱动构件用于驱动连接齿轮旋转、驱动滑动套沿采样筒向上移动。

5、进一步地，驱动构件包括设置在配重盘上端面的轴杆、设置在轴杆侧壁靠下位置处的电动推杆和设置在述轴杆顶端的驱动电机；滑动套的侧壁上设置有推动槽；轴杆上滑动卡接有位于电动推杆上端且与电动推杆连接的推动板，推动板与推动槽活动卡接；轴杆顶端设置有延长板，驱动电机设置在延长板远离轴杆的一端，驱动电机的输出轴上设置有与连接齿轮啮合连接的驱动齿轮；

6、说明：使用时，利用驱动电机带动驱动齿轮旋转，从而使得连接齿轮带动旋转螺杆旋转，实现活塞板在采样筒内部的移动；利用电动推杆使推动板沿轴杆向上移动，从而使得滑动套沿采样筒的外壁向上移动。

7、进一步地，采样筒设置有数个，数个采样筒环向分布在投放架内部，投放架内部设置有活动套设在轴杆外部的限位卡板，限位卡板边沿处设置有与各个采样筒活动卡接的限位槽，限位槽内侧设置与采样筒卡接的锁止构件；配重盘上端面设置有与轴杆连接的切换电机；

8、说明：通过设置数个采样筒，利用切换电机对驱动构件的位置进行切换，使得驱动构件能够与各个采样筒连接，从而能够使得本发明的装置能够同时采集多个水体样本，提高了采样工作的可靠性。

9、进一步地，限位卡板内部中空，锁止构件包括转动卡接在限位槽内部两侧的卡块、转动卡接在限位卡板内部的联动圈和设置在限位卡板下底面且与联动圈提供动力的锁止电机；相邻两个限位槽之间的卡块上均活动铰接有第一拉杆，两个拉杆远离卡块的一端活动铰接，且铰接处转动卡接有第二拉杆；联动圈上端面且与各个第二拉杆位置对应处均设置有弧形卡槽，各个第二拉杆分别与对应位置处的弧形卡槽一一对应活动卡接；联动圈内侧设置有齿牙，锁止电机的输出轴贯穿限位卡板且输出轴上设置有与齿牙啮合连接的锁止齿轮；

10、说明：使用时，利用锁止电机带动联动圈在限位卡板内部旋转，从而使得各个第二拉杆在对应的弧形卡槽内移动后相互靠近，第二拉杆移动过程中拉动对应位置处的第一拉杆移动，并最终使得限位槽内部两侧的卡块相互靠近，对采样筒进行固定，提高了本发明的装置的使用可靠性。

11、进一步地，延长板远离轴杆的一端滑动卡接有缓冲座，缓冲座靠近轴杆的一侧设置有与延长板抵接的缓冲弹簧；驱动电机设置在缓冲座上；

12、说明：通过在延长板上设置缓冲座，能够使驱动电机随延长板移动过程中，驱动齿轮与任意一个连接齿轮之间稳定啮合。

13、进一步地，推动板远离轴杆的一端转动卡接有转轮；

14、说明：通过在推动板上设置转轮，有利于提高推动板与滑动套上的推动槽连接时的流畅性。

15、进一步地，支架套筒侧壁下端通过安装座设置有推进器；

16、说明：通过设置推进器，能够使本发明的装置在水面上自由移动，提高采样范围。

17、进一步地，浮箱上滑动卡接有扩充箱，浮箱侧壁上设置有与扩充箱连接的电动伸缩杆；

18、说明：利用电动推杆将扩充箱从浮箱内部顶出，能够增大浮箱体积，从而增加浮力，有利于提高装置在水面上漂浮时的稳定性。

19、进一步地，支架套筒侧壁下端转动卡接有与安装座连接的换向套，换向套上设置有不完全齿圈，支架套筒侧壁上设置有换向电机，换向电机的输出轴上设置有与不完全齿圈啮合连接的换向齿轮；

20、说明：利用换向电机带动换向套旋转，从而能够对推进器的位置进行调节，便于对装置在水面上的行进方向进行控制。

21、本发明还提供了一种水环境生态修复用的水样采集、封存方法，包括以下步骤：

22、s1、分别将收卷电机和驱动构件与外部电源连接；

23、s2、将装置投放在采样水域，装置在浮箱的作用下漂浮在水面上，然后启动收卷电机，利用绕线盘释放投放缆，使得投放架带动采样组件沿支架套筒移动，并将采样组件投放至采样水域指定深度；

24、s3、利用驱动构件将滑动套沿采样筒的外壁向上推起，使得进样槽与外部环境导通；然后利用驱动构件带动连接齿轮和旋转螺杆旋转，旋转螺杆旋转时带动活塞板沿采样筒的内部向上移动，使水样进入采样筒内部，完成采样；当驱动构件脱离滑动套时，滑动套在复位弹簧的作用下封闭进样槽，实现水样的封存。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：

26、第一、本发明的装置结构设计合理，采样效率高，且准确可靠，不仅提高了采样效率，而且有效提高水质检测结果的准确性，为水环境的质量提供了可靠的数据支撑；

27、第二、本发明的采样筒上设置有能够封闭进样槽的滑动套，而且当采样筒未使用时，活塞板始终位于采样筒内部下端，避免了采样过程中外界空气进入采样筒内部而对水样产生影响；

28、第三、本发明通过设置多个采样筒，能够同时采集同一水域不同位置的水样了，或者采集同一采样位置不同深度的水样，使得采集到的水体样本更具有代表性。